掰开一段干枯的玉米秆,里面躺着一条僵硬的幼虫,颜色发暗,摸上去像一段蜡。零下十几度的夜里它在外面冻了一冬,开春却还能化蛹。它靠的不是运气,是提前把体液改造成了另一套配方。
先看虫态:同一种虫只用一个虫态越冬
越冬虫态在种内是固定的。玉米螟以老熟幼虫越冬,家蚕以卵越冬,菜粉蝶以蛹越冬,瓢虫多以成虫越冬。见到某虫的某个虫态在冬季长期不动,先查这个种的越冬虫态,对不上就是别的现象。
虫态决定越冬场所。卵多产在枝干与树皮缝,幼虫在茎秆、果核或土中,蛹在土室与丝茧里,成虫在石缝、墙缝、落叶层。本文判断:找到越冬个体时记录它所在的基质,比记录当天气温更能说明问题。
过冷却点决定它能扛到多少度
体液降温到冰点以下仍不结冰,这一温度叫过冷却点。多数越冬昆虫的过冷却点在零下 10 至零下 25 摄氏度,越过这个温度,体内开始结冰,冰晶刺破细胞即死亡。
过冷却点可以测:把个体贴在热电偶上,放进程序降温箱,记录释放潜热时的那次温度回升。没有设备时只能间接判断:虫体越干、越不透明、越硬而不脆,抗寒能力通常越强。
体液里的甘油与抗冻蛋白,是抗冻的实物证据
越冬前,幼虫把糖原转成甘油、山梨醇等多元醇。甘油浓度可达体重的 10%–20%,冰点随之下降,体液黏度上升。部分种类还合成抗冻蛋白,吸附在冰晶表面,阻止冰晶长大。
这些物质有代价:甘油多了,代谢调节变难,活动能力下降。所以抗冻准备总在秋季完成,冬季维持,春季再分解掉。本文判断:春季抓到的同种幼虫若体液稀、活动灵敏,抗冻物质多半已经撤了。
耐冻与避冻是两条不同的路
避冻型靠过冷却,把冰挡在体外,一旦结冰就死。耐冻型允许身体里结冰,冰只在细胞外形成,细胞内的水被抽出,避免冰晶刺破膜,个别种类可耐零下 40 摄氏度。
两条路的现场痕迹不同:避冻型越冬个体含水量低、体壁厚;耐冻型结冰后变硬、颜色变浅,解冻后恢复。本文判断:见到越冬虫体结冰后仍能活动,基本可判为耐冻型;结冰后变脆易断的,多为避冻型。
关键数据
下列数值为温带昆虫的常见范围,用于量级对照。过冷却点随季节、龄期与驯化历史变化,不能作为定种依据。
- 多数越冬昆虫过冷却点在零下 10 至零下 25 摄氏度
- 耐冻型个别种类可耐零下 40 摄氏度
- 越冬幼虫甘油浓度可达体重的 10%–20%
- 越冬个体含水量常降到 50% 以下
- 在 0–5 摄氏度下驯化 2–4 周可显著降低过冷却点
- 越冬场所多见于土中 5–15 厘米或茎秆内部
反复冻融与带冰核的个体,会让读数失真
一次冻融造成的伤害可以累积。白天回暖化冻、夜里再冻,比持续低温更致命,越冬死亡率常在这一环节跳高。虫体表面带冰核细菌时,过冷却能力大幅下降,实验室测得的数值会偏离野外。
另外,快速降温与缓慢降温的结果不同,前者过冷却点更低。本文判断:引用抗寒数据时必须连同降温速率一起记录,只写某个温度,等于没写条件。
参考文献
- 彩万志 等 主编.《普通昆虫学》(第二版). 中国农业大学出版社, 2011. —— 昆虫抗寒性与越冬章节。
- 张巍巍, 李元胜 主编.《中国昆虫生态大图鉴》. 重庆大学出版社, 2011.
- 中国科学院动物研究所. 中国动物主题数据库(zoology.csdb.cn),检索日期 2026-11-08。